19 May

Teknologi Serat / Fiber Optik

Apa serat optik?

Kita terbiasa dengan gagasan informasi bepergian dengan cara yang berbeda. Ketika kita berbicara ke telepon darat, kabel kawat membawa suara dari suara kami ke soket di dinding, di mana kabel yang lain membawanya ke sentral telepon lokal. Ponsel bekerja dengan cara yang berbeda: mereka mengirim dan menerima informasi menggunakan gelombang-radio terlihat teknologi yang disebut nirkabel karena tidak menggunakan kabel. Serat optik bekerja dengan cara ketiga. Ini mengirimkan informasi dikodekan dalam seberkas cahaya bawah gelas atau pipa plastik. Ini pada awalnya dikembangkan untuk endoskopi pada tahun 1950 untuk membantu dokter melihat bagian dalam tubuh manusia tanpa harus memotongnya membuka pertama. Pada tahun 1960, insinyur menemukan cara untuk menggunakan teknologi yang sama untuk mengirimkan panggilan telepon pada kecepatan cahaya (186.000 mil atau 300.000 km per detik).

Kabel serat optik

Sebuah kabel serat optik terdiri dari 100 atau lebih helai sangat tipis kaca atau plastik yang dikenal sebagai serat optik. Masing-masing kurang dari sepersepuluh setebal rambut manusia dan dapat membawa 10 juta panggilan telepon.

Kabel serat optik membawa informasi antara dua tempat menggunakan sepenuhnya optik teknologi (berbasis cahaya). Misalkan Anda ingin mengirimkan informasi dari komputer Anda ke rumah teman di jalan menggunakan serat optik. Anda bisa menghubungkan komputer Anda ke laser, yang akan mengubah informasi listrik dari komputer menjadi serangkaian pulsa cahaya. Kemudian Anda akan api laser ke kabel serat optik. Setelah bepergian ke kabel, balok cahaya akan muncul di ujung lain. Teman Anda akan membutuhkan sel fotolistrik (light-mendeteksi komponen) untuk mengubah pulsa cahaya kembali ke informasi listrik komputer nya bisa mengerti. Jadi seluruh aparat akan menjadi seperti benar-benar rapi, versi hi-tech dari jenis telepon Anda dapat membuat keluar dari dua kaleng panggang kacang dan panjang string!

Cara kerja serat optik

 

Cahaya bawah kabel serat optik dengan memantulkan berulang kali dari dinding. Setiap foton kecil (partikel cahaya) memantul ke bawah pipa seperti bobsleigh sebuah turun lari es. Sekarang Anda mungkin berharap seberkas cahaya, perjalanan di pipa kaca bening, hanya untuk bocor keluar dari tepi. Namun jika cahaya memukul kaca di sudut benar-benar dangkal (kurang dari 42 derajat), itu mencerminkan kembali lagi-seakan kaca yang benar-benar cermin. Fenomena ini disebut refleksi internal total. Ini salah satu hal yang membuat cahaya di dalam pipa.
Hal lain yang membuat cahaya di dalam pipa adalah struktur kabel, yang terdiri dari dua bagian yang terpisah. Bagian utama dari kabel-di tengah-disebut inti dan itu sedikit cahaya perjalanan melalui. Melilit luar inti adalah lapisan kaca yang disebut cladding. Pekerjaan cladding adalah untuk menjaga sinyal cahaya di dalam inti. Hal ini dapat melakukan ini karena terbuat dari berbagai jenis kaca untuk inti. (Lebih teknis, cladding memiliki indeks bias lebih rendah dari inti. Hal ini menyebabkan refleksi internal total yang menghentikan melarikan diri ringan dan menyimpannya memantul ke bawah inti.)

Jenis kabel serat optik

Serat optik membawa sinyal cahaya ke dalam apa yang disebut mode. Kedengarannya teknis tapi itu hanya berarti cara yang berbeda dari perjalanan: mode hanya jalan yang sinar berikut ke serat. Salah satu modus adalah pergi lurus ke bawah tengah serat. Lain adalah untuk bangkit turun serat pada sudut dangkal. Modus lain yang melibatkan memantul ke bawah serat di sudut lain, lebih atau kurang curam.

Single mode dan multi-mode kabel serat optik

Jenis paling sederhana dari serat optik disebut single-mode. Ini memiliki inti yang sangat tipis sekitar 5-10 mikron (sepersejuta meter) dengan diameter. Dalam serat single-mode, semua sinyal perjalanan lurus ke bawah tengah tanpa memantul dari tepi (garis merah dalam diagram). TV kabel, internet, dan sinyal telepon umumnya dilakukan oleh serat single-mode, dibungkus bersama-sama ke dalam bundel besar. Kabel seperti ini dapat mengirimkan informasi lebih dari 100 km (60 mil).

Tipe lain dari kabel serat optik disebut multi-mode. Setiap serat optik di kabel multi-mode adalah sekitar 10 kali lebih besar dari satu dalam kabel single-mode. Ini berarti berkas cahaya dapat melakukan perjalanan melalui inti dengan mengikuti berbagai jalur yang berbeda (ungu, hijau, dan garis biru) -dengan kata lain, dalam beberapa modus yang berbeda. Kabel multi-mode dapat mengirim informasi hanya jarak yang relatif pendek dan digunakan (antara lain) untuk menghubungkan jaringan komputer bersama-sama.

Serat lebih tebal digunakan dalam alat medis disebut gastroscope (sejenis endoskopi), yang dokter menyodok ke tenggorokan seseorang untuk mendeteksi penyakit dalam perut mereka. Sebuah gastroscope adalah kabel serat optik tebal yang terdiri dari banyak serat optik. Di ujung atas gastroscope, ada sebuah lensa mata dan lampu. Lampu bersinar cahayanya ke salah satu bagian dari kabel ke perut pasien. Ketika cahaya mencapai perut, itu mencerminkan dari dinding perut ke dalam lensa di bagian bawah kabel. Kemudian perjalanan kembali bagian lain dari kabel ke lensa mata dokter. Jenis lain dari endoskopi bekerja dengan cara yang sama dan dapat digunakan untuk memeriksa bagian tubuh yang berbeda. Ada juga versi industri alat, yang disebut fiberscope, yang dapat digunakan untuk memeriksa hal-hal seperti potongan-potongan tidak dapat diakses dari mesin di mesin pesawat.

 

 

Siapa yang menemukan serat optik?

1840: fisikawan Swiss Daniel Colladon (1802-1893) menemukan dia bisa bersinar cahaya sepanjang pipa air. Air dilakukan cahaya pantulan internal.
1870: Sebuah fisikawan Irlandia yang disebut John Tyndall (1820-1893) menunjukkan refleksi internal pada Royal Society London. Dia bersinar cahaya menjadi kendi air. Ketika ia menuangkan air keluar dari kendi, cahaya melengkung putaran mengikuti jalan air. Gagasan “lentur cahaya” adalah apa yang terjadi dalam serat optik. Meskipun Colladon adalah kakek benar serat-optik, Tyndall sering mendapatkan kredit.
1930: Heinrich Lamm dan Walter Gerlach, dua mahasiswa Jerman, mencoba menggunakan pipa cahaya untuk membuat gastroscope-alat untuk mencari di dalam perut seseorang.
1950: Di London, Inggris, fisikawan India Narinder Kapany (1927-) dan fisikawan Inggris Harold Hopkins (1918-1994) berhasil mengirim gambar sederhana menyusuri pipa cahaya yang terbuat dari ribuan serat kaca. Setelah penerbitan banyak karya ilmiah, Kapany mendapatkan reputasi sebagai “bapak serat optik.”
1957: Tiga ilmuwan Amerika di University of Michigan, Lawrence Curtiss, Basil Hirschowitz, dan Wilbur Peters, berhasil menggunakan teknologi serat optik untuk membuat gastroscope pertama di dunia.
1960: kelahiran Cina fisikawan AS Charles Kao (1933) dan rekannya George Hockham menyadari bahwa kaca murni tidak ada gunanya untuk jangka panjang serat optik. Kao menyarankan bahwa kabel serat optik terbuat dari kaca yang sangat murni akan mampu membawa sinyal telepon jarak jauh lebih lama dan dianugerahi 2009 Penghargaan Nobel dalam Fisika untuk penemuan terobosan ini.
1960: Para peneliti di Corning Glass Company membuat kabel serat optik pertama yang mampu membawa sinyal telepon.
1977: Kabel telepon serat optik pertama diletakkan antara Long Beach dan Artesia, California.
1997: Sebuah serat optik kabel telepon transatlantik besar disebut FLAG (Link Fiber optik di Seluruh Dunia) diletakkan antara London, Inggris dan Tokyo, Jepang.

5/5 (1)

Please rate this



Share this

Leave a reply